專利名稱：一種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種照明控制技木，特別涉及ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的普通室內(nèi)外照明系統(tǒng)幾乎完全由人通過手動(dòng)開關(guān)操控，開關(guān)固定，光照單一，不能實(shí)現(xiàn)不同照明需求下，光照強(qiáng)度控制的時(shí)變性和同步性，給實(shí)際生產(chǎn)、生活帶來了諸多不便，造成了許多能源浪費(fèi)。目前，某些控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)燈光強(qiáng)度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，但多數(shù)以某ー單一指標(biāo)為參數(shù)，對(duì)于人們?cè)诓煌钅Ｊ较聦?duì)光照強(qiáng)度的控制并不人性化，沒有實(shí)現(xiàn)智能控制。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)ー種可以對(duì)室內(nèi)有效照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)開啟、調(diào)節(jié)和關(guān)閉等一系列的智能控制的室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)及其控制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元、顯示單元、按鍵單元和驅(qū)動(dòng)單元，所述的單片機(jī)分別與A/D轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元、顯示單元、按鍵單元和驅(qū)動(dòng)單元連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換單元還與檢測(cè)單元連接；所述的檢測(cè)單元包括傳感器檢測(cè)陣列和信號(hào)處理單元，所述的傳感器檢測(cè)陣列包括用于采集光強(qiáng)度值的室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器和室外光強(qiáng)度傳感器、采集人體溫度信號(hào)的熱釋紅外傳感器以及采集操作者壓カ信號(hào)的壓カ傳感器，所述的信號(hào)處理單元用于對(duì)傳感器檢測(cè)陣列采集到的光強(qiáng)度、溫度、壓カ信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理；所述的A/D轉(zhuǎn)換單元用于將信號(hào)處理單元輸出的光強(qiáng)度、溫度、壓カ的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所述的按鍵單元用于操作者輸入系統(tǒng)可選狀態(tài)、系統(tǒng)可選模式和手動(dòng)狀態(tài)下燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)值；所述的系統(tǒng)可選狀態(tài)包括手動(dòng)狀態(tài)和自動(dòng)狀態(tài)，所述的系統(tǒng)可選模式包括エ作模式和睡眠模式；所述單片機(jī)包括檢測(cè)選擇單元、模式選擇單元、輸出單元和信息處理單元，所述的模式選擇單元輸入端與按鍵單元連接、輸出端分別與檢測(cè)選擇単元和信息處理單元連接，所述的檢測(cè)選擇単元的輸出端與傳感器檢測(cè)陣列的輸入端連接，所述的信息處理單元還分別與A/D轉(zhuǎn)換單元的輸出端和驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接，所述的輸出単元的輸入端與A/D轉(zhuǎn)換單元連接、輸出端與顯示單元連接；所述的驅(qū)動(dòng)單元包括照明驅(qū)動(dòng)單元和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)単元；所述的照明驅(qū)動(dòng)單元由繼電器電路、過零同步信號(hào)提取電路和可控硅控制電路組成；所述的顯示單元為IXD顯示器；所述的模式選擇單元用于識(shí)別和設(shè)定操作者通過按鍵單元輸入的工作狀態(tài)和エ作模式及存儲(chǔ)手動(dòng)狀態(tài)下燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)值；所述的輸出単元用于把A/D轉(zhuǎn)換單元傳輸過來的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值；所述的檢測(cè)選擇単元根據(jù)模式選擇單元傳輸過來的模式設(shè)定信號(hào)，選擇需求傳感器，用于實(shí)現(xiàn)該模式下需求傳感器與單片機(jī)的通訊；所述的信息處理單元用于對(duì)檢測(cè)選擇單元選擇的需求傳感器感測(cè)到的狀態(tài)信號(hào)和光強(qiáng)度信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，同時(shí)發(fā)出控制信息；所述的顯示単元用于顯示輸出單元傳遞過來的光強(qiáng)度值；所述的驅(qū)動(dòng)單元用于根據(jù)信息處理單元發(fā)出的控制信息驅(qū)動(dòng)照明電路動(dòng)作和步進(jìn)電機(jī)工作。本發(fā)明所述的單片機(jī)的型號(hào)為STC89C52RC ;所述的室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器和室外光強(qiáng)度傳感器均采用BH1750FVI模塊；所述的熱釋紅外傳感器的型號(hào)為DYP-ME003 ;所述的IXD顯示器的型號(hào)為IXD1602。ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:A、狀態(tài)選擇:系統(tǒng)啟動(dòng)后,操作者通過點(diǎn)擊按鍵單元的可選狀態(tài)鍵,對(duì)系統(tǒng)的控制狀態(tài)進(jìn)行選擇，如果選擇為“手動(dòng)狀態(tài)”，則轉(zhuǎn)入步驟E ;如果選擇為“自動(dòng)狀態(tài)”，則轉(zhuǎn)入步驟B ;系統(tǒng)啟動(dòng)30秒后，若操作者未進(jìn)行狀態(tài)選擇，則轉(zhuǎn)入步驟C ；B、模式設(shè)置:操作者通過點(diǎn)擊按鍵單元的可選模式按鍵，對(duì)單片機(jī)的模式選擇單元進(jìn)行模式設(shè)置；如果選擇為工作模式，則轉(zhuǎn)入步驟C ;如果選擇為睡眠模式，則轉(zhuǎn)入步驟D ；C、工作模式:檢測(cè)選擇單元選擇的需求傳感器為熱釋紅外傳感器和室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器，使其處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)進(jìn)行通訊；具體工作流程如下:Cl、熱釋紅外傳感器檢測(cè)到人體的溫度信號(hào)，將此狀態(tài)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元和A/D轉(zhuǎn)換單元傳遞給單片機(jī)的信息處理單元；C2、單片機(jī)識(shí)別后發(fā)出指令，室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器采集當(dāng)前室內(nèi)光強(qiáng)度值，輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元通過A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字光強(qiáng)度信號(hào)，以串行方式發(fā)送到單片機(jī)的接收端ロ，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，輸出單元將信息轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值，送顯示單元顯示當(dāng)前光照強(qiáng)度值；C3、單片機(jī)的信息處理單元通過內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成三項(xiàng)工作:判斷燈的開關(guān)狀態(tài)、計(jì)算光照補(bǔ)償值和發(fā)送控制信號(hào)；C4、單片機(jī)的信息處理單元輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)單元，控制雙向可控硅電路導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)白熾燈亮度的調(diào)整，達(dá)到零補(bǔ)償值后，保持燈亮度不變；C5、熱釋紅外傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)人體溫度信號(hào)，以此判定室內(nèi)是否有人；若判斷人仍在室內(nèi)，則單片機(jī)定時(shí)10分鐘；若定時(shí)時(shí)間到，程序轉(zhuǎn)入步驟C2，刷新當(dāng)前光照值，獲得新的光照值和燈光亮度；若定時(shí)時(shí)間未到，熱釋紅外傳感器仍實(shí)時(shí)檢測(cè)人是否已離開室內(nèi)，直至判斷出人已經(jīng)離開；熱釋紅外傳感器設(shè)定30秒計(jì)時(shí)，30秒后熱釋紅外傳感器再一次檢測(cè)室內(nèi)是否有人，若為有人，則維持當(dāng)前燈光強(qiáng)度不變；若為無人，燈熄滅；燈熄滅后，熱釋紅外傳感器仍實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信號(hào)，對(duì)人的活動(dòng)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)進(jìn)入無人等待，當(dāng)有人時(shí)系統(tǒng)跳出等待，進(jìn)入所設(shè)定的模式；返回步驟Cl ；D、睡眠模式:單片機(jī)的信息處理單元對(duì)驅(qū)動(dòng)単元發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)照明電路和步進(jìn)電機(jī)工作，使臥室燈熄滅，窗簾閉合；此模式下，檢測(cè)選擇單元選擇的需求傳感器為室外光強(qiáng)度傳感器和壓カ傳感器，使其處于工作狀態(tài)；具體工作流程如下:D1、當(dāng)操作者有起床動(dòng)作時(shí)觸發(fā)壓カ傳感器，此狀態(tài)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元和A/D轉(zhuǎn)換單元傳遞給單片機(jī)的信息處理單元，單片機(jī)識(shí)別后發(fā)出指令，室外光強(qiáng)度傳感器采集當(dāng)前室外光強(qiáng)度值，輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元通過A/D轉(zhuǎn)換單元將模擬光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字光強(qiáng)度信號(hào)，以串行方式發(fā)送到單片機(jī)的接收端ロ，單片機(jī)接收數(shù)據(jù)，信息處理單元通過內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)功能:判斷小夜燈的開關(guān)狀態(tài)、發(fā)送控制信號(hào)和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)；具體的實(shí)現(xiàn)判斷過程如下:D2、當(dāng)室外光強(qiáng)度傳感器采集當(dāng)前外界光強(qiáng)度值，信息經(jīng)信號(hào)處理單元通過A/D轉(zhuǎn)換單元進(jìn)入單片機(jī)，與單片機(jī)的信息處理單元儲(chǔ)存的光強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行比較判定，若信息處理單元判定當(dāng)前時(shí)間為黑天，則控制信息驅(qū)動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)單元，打開小夜燈，直至操作者再次觸發(fā)壓カ傳感器，小夜燈關(guān)閉，系統(tǒng)仍進(jìn)入睡眠模式；轉(zhuǎn)步驟Dl ；若判定當(dāng)前時(shí)間為白天，信息處理單元發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，打開室內(nèi)窗簾，同時(shí)，單片機(jī)接收系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，將系統(tǒng)復(fù)位到自動(dòng)狀態(tài)工作模式，轉(zhuǎn)入步驟C ;E、手動(dòng)狀態(tài):檢測(cè)選擇單元停止選擇需求傳感器，室內(nèi)所有燈的控制為一般的手動(dòng)開關(guān)控制，并可通過按鍵単元的燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)按鍵，調(diào)節(jié)燈的亮度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:1、本發(fā)明采用傳感器檢測(cè)陣列分別采集使用者行為信號(hào)及光線強(qiáng)度值并通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了燈控網(wǎng)絡(luò)的自感測(cè)和自調(diào)節(jié)，同時(shí)將燈光強(qiáng)度實(shí)時(shí)顯示，解決了普通燈控系統(tǒng)可控參數(shù)単一、用燈需求判定不明確等問題，給人們的生活帶來了極大便利，也在一定程度上達(dá)到了節(jié)能的目的。2、本發(fā)明針對(duì)操作者個(gè)性化需求分析，應(yīng)用按鍵單元與單片機(jī)通訊，并設(shè)置了手、自動(dòng)狀態(tài)切換和可選模式設(shè)定功能，滿足了不同使用者的個(gè)性用燈需求，提高了燈控系統(tǒng)的智能性和便利性。3、本發(fā)明可以自動(dòng)開啟與關(guān)閉；安裝方便，工作穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)和升級(jí)。


本發(fā)明共有附圖4張，其中:圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的流程圖。圖3是本發(fā)明的過零同步信號(hào)提取電路。圖4是本發(fā)明的可控硅控制電路。圖中:10、單片機(jī)，11、檢測(cè)選擇單元，12、模式選擇單元，13、輸出單元，14、信息處理單元；20、A/D轉(zhuǎn)換單元，30、檢測(cè)單元，31、傳感器檢測(cè)陣列，311、室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器，312、室外光強(qiáng)度傳感器，313、熱釋紅外傳感器，314、壓カ傳感器，32、信號(hào)處理單元，40、顯示単元、50、按鍵單元，60、驅(qū)動(dòng)單元，61、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，62、照明驅(qū)動(dòng)單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步地描述。如圖1所示，ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)，包括單片機(jī)10、A/D轉(zhuǎn)換單元20、檢測(cè)單元30、顯示單元40、按鍵單元50和驅(qū)動(dòng)單元60，所述的單片機(jī)10分別與A/D轉(zhuǎn)換單元20、檢測(cè)單元30、顯示單元40、按鍵單元50和驅(qū)動(dòng)單元60連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換單元20還與檢測(cè)單元30連接；所述的檢測(cè)單元30包括傳感器檢測(cè)陣列31和信號(hào)處理單元32，所述的傳感器檢測(cè)陣列31包括用于采集光強(qiáng)度值的室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器311和室外光強(qiáng)度傳感器312、采集人體溫度信號(hào)的熱釋紅外傳感器313以及采集操作者壓カ信號(hào)的壓カ傳感器314，所述的信號(hào)處理單元32用于對(duì)傳感器檢測(cè)陣列31采集到的光強(qiáng)度、溫度、壓カ信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理；所述的A/D轉(zhuǎn)換單元20用于將信號(hào)處理單元32輸出的光強(qiáng)度、溫度、壓カ的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；所述的按鍵單元50用于操作者輸入系統(tǒng)可選狀態(tài)、系統(tǒng)可選模式和手動(dòng)狀態(tài)下燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)值；所述的系統(tǒng)可選狀態(tài)包括手動(dòng)狀態(tài)和自動(dòng)狀態(tài)，所述的系統(tǒng)可選模式包括工作模式和睡眠模式；所述單片機(jī)10包括檢測(cè)選擇單元11、模式選擇單元12、輸出單元13和信息處理単元14，所述的模式選擇單元12輸入端與按鍵單元50連接、輸出端分別與檢測(cè)選擇単元11和信息處理單元14連接，所述的檢測(cè)選擇単元11的輸出端與傳感器檢測(cè)陣列31的輸入端連接，所述的信息處理單元14還分別與A/D轉(zhuǎn)換單元20的輸出端和驅(qū)動(dòng)單元60的輸入端連接，所述的輸出單元13的輸入端與A/D轉(zhuǎn)換單元20連接、輸出端與顯示單元40連接；所述的驅(qū)動(dòng)單元60包括照明驅(qū)動(dòng)單元62和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元61 ;所述的照明驅(qū)動(dòng)單元62由繼電器電路、過零同步信號(hào)提取電路和可控硅控制電路組成；所述的顯示単元40為LCD顯示器；所述的模式選擇單元12用于識(shí)別和設(shè)定操作者通過按鍵単元50輸入的工作狀態(tài)和工作模式及存儲(chǔ)手動(dòng)狀態(tài)下燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)值；所述的輸出単元13用于把A/D轉(zhuǎn)換單元20傳輸過來的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值；所述的檢測(cè)選擇単元11根據(jù)模式選擇單元12傳輸過來的模式設(shè)定信號(hào)，選擇需求傳感器，用于實(shí)現(xiàn)該模式下需求傳感器與單片機(jī)10的通訊；所述的信息處理單元14用于對(duì)檢測(cè)選擇単元11選擇的需求傳感器感測(cè)到的狀態(tài)信號(hào)和光強(qiáng)度信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換單元20轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，同時(shí)發(fā)出控制信息；所述的顯示単元40用于顯示輸出單元13傳遞過來的光強(qiáng)度值；所述的驅(qū)動(dòng)單元60用于根據(jù)信息處理單元14發(fā)出的控制信息驅(qū)動(dòng)照明電路動(dòng)作和步進(jìn)電機(jī)工作。本發(fā)明所述的單片機(jī)10的型號(hào)為STC89C52RC;所述的室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器311和室外光強(qiáng)度傳感器312均采用BH1750FVI模塊；所述的熱釋紅外傳感器313的型號(hào)為DYP-ME003 ;所述的IXD顯示器的型號(hào)為IXD1602。如圖1-4所示，ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:A、狀態(tài)選擇:系統(tǒng)啟動(dòng)后,操作者通過點(diǎn)擊按鍵單元50的可選狀態(tài)鍵,對(duì)系統(tǒng)的控制狀態(tài)進(jìn)行選擇，如果選擇為“手動(dòng)狀態(tài)”，則轉(zhuǎn)入步驟E ;如果選擇為“自動(dòng)狀態(tài)”，則轉(zhuǎn)入步驟B ;系統(tǒng)啟動(dòng)30秒后，若操作者未進(jìn)行狀態(tài)選擇，則轉(zhuǎn)入步驟C ；B、模式設(shè)置:操作者通過點(diǎn)擊按鍵單元50的可選模式按鍵，對(duì)單片機(jī)10的模式選擇單元12進(jìn)行模式設(shè)置；如果選擇為工作模式，則轉(zhuǎn)入步驟C ;如果選擇為睡眠模式，則轉(zhuǎn)入步驟D ；C、工作模式:檢測(cè)選擇單元11選擇的需求傳感器為熱釋紅外傳感器313和室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器311，使其處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)10進(jìn)行通訊；具體工作流程如下:
Cl、熱釋紅外傳感器313檢測(cè)到人體的溫度信號(hào)，將此狀態(tài)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元32和A/D轉(zhuǎn)換單元20傳遞給單片機(jī)10的信息處理單元14 ；C2、單片機(jī)10識(shí)別后發(fā)出指令，室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器311采集當(dāng)前室內(nèi)光強(qiáng)度值，輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元32通過A/D轉(zhuǎn)換單元20將模擬光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字光強(qiáng)度信號(hào)，以串行方式發(fā)送到單片機(jī)10的接收端ロ，單片機(jī)10接收數(shù)據(jù)，輸出単元13將信息轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值，送顯示單元40顯示當(dāng)前光照強(qiáng)度值；C3、單片機(jī)10的信息處理單元14通過內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成三項(xiàng)工作:判斷燈的開關(guān)狀態(tài)、計(jì)算光照補(bǔ)償值和發(fā)送控制信號(hào)；C4、單片機(jī)10的信息處理單元14輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)單元62，控制雙向可控硅電路導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)白熾燈亮度的調(diào)整，達(dá)到零補(bǔ)償值后，保持燈亮度不變；C5、熱釋紅外傳感器313實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)人體溫度信號(hào)，以此判定室內(nèi)是否有人；若判斷人仍在室內(nèi)，則單片機(jī)10定時(shí)10分鐘；若定時(shí)時(shí)間到，程序轉(zhuǎn)入步驟C2，刷新當(dāng)前光照值，獲得新的光照值和燈光亮度；若定時(shí)時(shí)間未到，熱釋紅外傳感器313仍實(shí)時(shí)檢測(cè)人是否已離開室內(nèi)，直至判斷出人已經(jīng)離開；熱釋紅外傳感器313設(shè)定30秒計(jì)時(shí)，30秒后熱釋紅外傳感器313再一次檢測(cè)室內(nèi)是否有人，若為有人，則維持當(dāng)前燈光強(qiáng)度不變；若為無人，燈熄滅；燈熄滅后，熱釋紅外傳感器313仍實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信號(hào)，對(duì)人的活動(dòng)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)進(jìn)入無人等待，當(dāng)有人時(shí)系統(tǒng)跳出等待，進(jìn)入所設(shè)定的模式；返回步驟Cl ；D、睡眠模式:單片機(jī)10的信息處理單元14對(duì)驅(qū)動(dòng)単元60發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元60驅(qū)動(dòng)照明電路和步進(jìn)電機(jī)工作，使臥室燈熄滅，窗簾閉合；此模式下，檢測(cè)選擇單元11選擇的需求傳感器為室外光強(qiáng)度傳感器312和壓カ傳感器314，使其處于工作狀態(tài)；具體エ作流程如下:D1、當(dāng)操作者有起床動(dòng)作時(shí)觸發(fā)壓カ傳感器314，此狀態(tài)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元32和A/D轉(zhuǎn)換單元20傳遞給單片機(jī)10的信息處理單元14，單片機(jī)10識(shí)別后發(fā)出指令，室外光強(qiáng)度傳感器312采集當(dāng)前室外光強(qiáng)度值，輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元32通過A/D轉(zhuǎn)換單元20將模擬光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字光強(qiáng)度信號(hào)，以串行方式發(fā)送到單片機(jī)10的接收端ロ，單片機(jī)10接收數(shù)據(jù)，信息處理單元14通過內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)功能:判斷小夜燈的開關(guān)狀態(tài)、發(fā)送控制信號(hào)和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)；具體的實(shí)現(xiàn)判斷過程如下:D2、當(dāng)室外光強(qiáng)度傳感器312采集當(dāng)前外界光強(qiáng)度值，信息經(jīng)信號(hào)處理單元32通過A/D轉(zhuǎn)換單元20進(jìn)入單片機(jī)10，與單片機(jī)10的信息處理單元14儲(chǔ)存的光強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行比較判定，若信息處理單元14判定當(dāng)前時(shí)間為黑天，則控制信息驅(qū)動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)單元62，打開小夜燈，直至操作者再次觸發(fā)壓カ傳感器314，小夜燈關(guān)閉，系統(tǒng)仍進(jìn)入睡眠模式；轉(zhuǎn)步驟Dl ；若判定當(dāng)前時(shí)間為白天，信息處理單元14發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元61，步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，打開室內(nèi)窗簾，同時(shí)，單片機(jī)10接收系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，將系統(tǒng)復(fù)位到自動(dòng)狀態(tài)工作模式，轉(zhuǎn)入步驟C ;E、手動(dòng)狀態(tài):檢測(cè)選擇單元11停止選擇需求傳感器，室內(nèi)所有燈的控制為一般的手動(dòng)開關(guān)控制，并可通過按鍵単元50的燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)按鍵，調(diào)節(jié)燈的亮度。
權(quán)利要求
1.ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)，其特征在于:包括單片機(jī)(10)、A/D轉(zhuǎn)換單元(20)、檢測(cè)單元(30)、顯示單元(40)、按鍵單元(50)和驅(qū)動(dòng)單元(60)，所述的單片機(jī)(10)分別與A/D轉(zhuǎn)換單元(20)、檢測(cè)單元(30)、顯示單元(40)、按鍵單元(50)和驅(qū)動(dòng)單元(60)連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換單元(20)還與檢測(cè)單元(30)連接； 所述的檢測(cè)單元(30)包括傳感器檢測(cè)陣列(31)和信號(hào)處理單元(32)，所述的傳感器檢測(cè)陣列(31)包括用于采集光強(qiáng)度值的室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器(311)和室外光強(qiáng)度傳感器(312)、采集人體溫度信號(hào)的熱釋紅外傳感器(313)以及采集操作者壓カ信號(hào)的壓カ傳感器(314)，所述的信號(hào)處理單元(32)用于對(duì)傳感器檢測(cè)陣列(31)采集到的光強(qiáng)度、溫度、壓カ信號(hào)進(jìn)行濾波和放大處理； 所述的A/D轉(zhuǎn)換單元(20)用于將信號(hào)處理單元(32)輸出的光強(qiáng)度、溫度、壓カ的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)； 所述的按鍵單元(50)用于操作者輸入系統(tǒng)可選狀態(tài)、系統(tǒng)可選模式和手動(dòng)狀態(tài)下燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)值；所述的系統(tǒng)可選狀態(tài)包括手動(dòng)狀態(tài)和自動(dòng)狀態(tài)，所述的系統(tǒng)可選模式包括エ作模式和睡眠模式； 所述單片機(jī)(10)包括檢測(cè)選擇單元(11)、模式選擇單元(12)、輸出單元(13)和信息處理單元(14)，所述的模式選擇單元(12)輸入端與按鍵單元(50)連接、輸出端分別與檢測(cè)選擇單元(11)和信息處理單元(14)連接，所述的檢測(cè)選擇単元(11)的輸出端與傳感器檢測(cè)陣列(31)的輸入端連接，所述的信息處理單元(14)還分別與A/D轉(zhuǎn)換單元(20)的輸出端和驅(qū)動(dòng)單元(60)的輸入端連接，所述的輸出單元(13)的輸入端與A/D轉(zhuǎn)換單元(20)連接、輸出端與顯示單元(40)連接；所述的 驅(qū)動(dòng)單元(60)包括照明驅(qū)動(dòng)單元(62)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元(61);所述的照明驅(qū)動(dòng)單元(62)由繼電器電路、過零同步信號(hào)提取電路和可控硅控制電路組成；所述的顯示単元(40)為IXD顯示器； 所述的模式選擇單元(12)用于識(shí)別和設(shè)定操作者通過按鍵単元(50)輸入的工作狀態(tài)和工作模式及存儲(chǔ)手動(dòng)狀態(tài)下燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)值；所述的輸出単元(13)用于把A/D轉(zhuǎn)換單元(20)傳輸過來的光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值；所述的檢測(cè)選擇単元(11)根據(jù)模式選擇単元(12)傳輸過來的模式設(shè)定信號(hào)，選擇需求傳感器，用于實(shí)現(xiàn)該模式下需求傳感器與單片機(jī)(10)的通訊；所述的信息處理單元(14)用于對(duì)檢測(cè)選擇単元(11)選擇的需求傳感器感測(cè)到的狀態(tài)信號(hào)和光強(qiáng)度信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換單元(20)轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理，同時(shí)發(fā)出控制信息；所述的顯示単元(40)用于顯示輸出單元(13)傳遞過來的光強(qiáng)度值；所述的驅(qū)動(dòng)單元(60)用于根據(jù)信息處理單元(14)發(fā)出的控制信息驅(qū)動(dòng)照明電路動(dòng)作和步進(jìn)電機(jī)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的單片機(jī)(10)的型號(hào)為STC89C52RC ;所述的室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器(311)和室外光強(qiáng)度傳感器(312)均采用BH1750FVI模塊；所述的熱釋紅外傳感器(313)的型號(hào)為DYP-ME003 ;所述的IXD顯示器的型號(hào)為IXD1602。
3.—種如權(quán)利要求1所述的室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于:包括以下步驟: A、狀態(tài)選擇:系統(tǒng)啟動(dòng)后,操作者通過點(diǎn)擊按鍵單元(50)的可選狀態(tài)鍵,對(duì)系統(tǒng)的控制狀態(tài)進(jìn)行選擇，如果選擇為“手動(dòng)狀態(tài)”，則轉(zhuǎn)入步驟E ;如果選擇為“自動(dòng)狀態(tài)”，則轉(zhuǎn)入步驟B ;系統(tǒng)啟動(dòng)30秒后，若操作者未進(jìn)行狀態(tài)選擇，則轉(zhuǎn)入步驟C ； B、模式設(shè)置:操作者通過點(diǎn)擊按鍵單元(50)的可選模式按鍵，對(duì)單片機(jī)(10)的模式選擇單元(12)進(jìn)行模式設(shè)置；如果選擇為工作模式，則轉(zhuǎn)入步驟C ;如果選擇為睡眠模式，則轉(zhuǎn)入步驟D ； C、工作模式:檢測(cè)選擇單元(11)選擇的需求傳感器為熱釋紅外傳感器(313)和室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器(311)，使其處于工作狀態(tài)，并與單片機(jī)(10)進(jìn)行通訊；具體工作流程如下: Cl、熱釋紅外傳感器(313)檢測(cè)到人體的溫度信號(hào)，將此狀態(tài)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元(32)和A/D轉(zhuǎn)換單元(20)傳遞給單片機(jī)(10)的信息處理單元(14)； C2、單片機(jī)(10)識(shí)別后發(fā)出指令，室內(nèi)光強(qiáng)度傳感器(311)采集當(dāng)前室內(nèi)光強(qiáng)度值，輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元(32)通過A/D轉(zhuǎn)換單元(20)將模擬光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字光強(qiáng)度信號(hào)，以串行方式發(fā)送到單片機(jī)(10)的接收端ロ，單片機(jī)(10)接收數(shù)據(jù)，輸出単元(13)將信息轉(zhuǎn)換成可讀取數(shù)值，送顯示單元(40)顯示當(dāng)前光照強(qiáng)度值； C3、單片機(jī)(10)的信息處理單元(14)通過內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，完成三項(xiàng)工作:判斷燈的開關(guān)狀態(tài)、計(jì)算光照補(bǔ)償值和發(fā)送控制信號(hào)； C4、單片機(jī)(10)的信息處理單元(14)輸出的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)單元(62)，控制雙向可控硅電路導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)白熾燈亮度的調(diào)整，達(dá)到零補(bǔ)償值后，保持燈亮度不變； C5、熱釋紅外傳感器(313)實(shí)時(shí)檢測(cè)室內(nèi)人體溫度信號(hào)，以此判定室內(nèi)是否有人；若判斷人仍在室內(nèi)，則單片機(jī)(10)定時(shí)10分鐘；若定時(shí)時(shí)間到，程序轉(zhuǎn)入步驟C2，刷新當(dāng)前光照值，獲得新的光照值和燈光亮度 ；若定時(shí)時(shí)間未到，熱釋紅外傳感器(313)仍實(shí)時(shí)檢測(cè)人是否已離開室內(nèi)，直至判斷出人已經(jīng)離開；熱釋紅外傳感器(313)設(shè)定30秒計(jì)時(shí)，30秒后熱釋紅外傳感器(313)再一次檢測(cè)室內(nèi)是否有人，若為有人，則維持當(dāng)前燈光強(qiáng)度不變；若為無人，燈熄滅；燈熄滅后，熱釋紅外傳感器(313)仍實(shí)時(shí)檢測(cè)人體溫度信號(hào)，對(duì)人的活動(dòng)監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)進(jìn)入無人等待，當(dāng)有人時(shí)系統(tǒng)跳出等待，進(jìn)入所設(shè)定的模式；返回步驟Cl ； D、睡眠模式:單片機(jī)(10)的信息處理單元(14)對(duì)驅(qū)動(dòng)単元(60)發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)単元(60)驅(qū)動(dòng)照明電路和步進(jìn)電機(jī)工作，使臥室燈熄滅，窗簾閉合；此模式下，檢測(cè)選擇單元(11)選擇的需求傳感器為室外光強(qiáng)度傳感器(312)和壓カ傳感器(314)，使其處于工作狀態(tài)；具體工作流程如下: D1、當(dāng)操作者有起床動(dòng)作時(shí)觸發(fā)壓カ傳感器(314)，此狀態(tài)信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元(32)和A/D轉(zhuǎn)換單元(20)傳遞給單片機(jī)(10)的信息處理單元(14)，單片機(jī)(10)識(shí)別后發(fā)出指令，室外光強(qiáng)度傳感器(312)采集當(dāng)前室外光強(qiáng)度值，輸出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元(32)通過A/D轉(zhuǎn)換單元(20)將模擬光強(qiáng)度信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字光強(qiáng)度信號(hào)，以串行方式發(fā)送到單片機(jī)(10)的接收端ロ，單片機(jī)(10)接收數(shù)據(jù)，信息處理單元(14)通過內(nèi)置的控制算法對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)功能:判斷小夜燈的開關(guān)狀態(tài)、發(fā)送控制信號(hào)和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)；具體的實(shí)現(xiàn)判斷過程如下: D2、當(dāng)室外光強(qiáng)度傳感器(312)采集當(dāng)前外界光強(qiáng)度值，信息經(jīng)信號(hào)處理單元(32)通過A/D轉(zhuǎn)換單元(20)進(jìn)入單片機(jī)(10)，與單片機(jī)(10)的信息處理單元(14)儲(chǔ)存的光強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行比較判定，若信息處理單元(14)判定當(dāng)前時(shí)間為黑天，則控制信息驅(qū)動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)単元(62)，打開小夜燈，直至操作者再次觸發(fā)壓カ傳感器(314)，小夜燈關(guān)閉，系統(tǒng)仍進(jìn)入睡眠模式；轉(zhuǎn)步驟Dl;若判定當(dāng)前時(shí)間為白天，信息處理單元(14)發(fā)出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元(61)，步進(jìn)電機(jī)動(dòng)作，打開室內(nèi)窗簾，同時(shí)，單片機(jī)(10)接收系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，將系統(tǒng)復(fù)位到自動(dòng)狀態(tài)工作模式，轉(zhuǎn)入步驟C ； E、手動(dòng)狀態(tài):檢測(cè)選擇單元(11)停止選擇需求傳感器，室內(nèi)所有燈的控制為一般的手動(dòng)開關(guān)控制，并可通過按鍵 単元(50)的燈光強(qiáng)度調(diào)節(jié)按鍵，調(diào)節(jié)燈的亮度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室內(nèi)燈光強(qiáng)度的控制系統(tǒng)及其控制方法，所述的系統(tǒng)包括單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元、顯示單元、按鍵單元和驅(qū)動(dòng)單元，所述的單片機(jī)分別與A/D轉(zhuǎn)換單元、檢測(cè)單元、顯示單元、按鍵單元和驅(qū)動(dòng)單元連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換單元還與檢測(cè)單元連接，所述的檢測(cè)單元包括傳感器檢測(cè)陣列和信號(hào)處理單元。本發(fā)明采用傳感器檢測(cè)陣列分別采集使用者行為信號(hào)及光線強(qiáng)度值并通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了燈控網(wǎng)絡(luò)的自感測(cè)和自調(diào)節(jié)，同時(shí)將燈光強(qiáng)度實(shí)時(shí)顯示，解決了普通燈控系統(tǒng)可控參數(shù)單一、用燈需求判定不明確等問題，給人們的生活帶來了極大便利，也在一定程度上達(dá)到了節(jié)能的目的。本發(fā)明可自動(dòng)開啟與關(guān)閉，工作穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)和升級(jí)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK103118465SQ201310052519
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者劉斌, 王貴, 劉大維, 杜海英, 王雪龍 申請(qǐng)人:大連民族學(xué)院